相对论效应对卤族元素/离子性质的影响

本研究调查了相对论效应对卤族元素和金原子及其离子某些性质的影响。分析涵盖了半径、轨道能量、一级和二级电离能、电子亲和势和极化率。研究证实 p₁/₂ 轨道在相对论效应下收缩，而对于 p₃/₂ 轨道，质量-速度效应和自旋-轨道效应似乎并未完全相互抵消。这可能表明，随着原子序数增加，自旋-轨道效应的增长速度略快于质量-速度效应。此外，np₃/₂ 轨道的膨胀可能导致相关分子中键长的伸长。我们发现，对于从氟到碘的原子，非相对论 Hartree-Fock 方法给出的一级电离能值与实验值的偏差小于其他涉及相对论和关联效应的方法。该方法准确预测了氯的实验值（精确到三位有效数字），因此可以采用该方法，舍弃其他需要巨大计算开销的复杂方法，因为在评估含有轻卤族元素的大系统的物理化学性质时，这些方法并未显著改善与实验的一致性。该方法还预测石田（Tennessine）原子的电子亲和势为 2.4 eV，并表明相对论效应在石田原子中比在金原子中发挥更重要的作用。